第十一章 功和机械能 整合拔尖-【拔尖特训】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

拔尖特训·物理（人教版）八年级下 第十一章整合拔尖 “答案与解析”见P35 知识体系构建 作用在物体上的力 两个必要因素 物体在这个力的方向上移动的距离 功 公式。W=Fs 单位焦耳() 物理意义、表示物体做功快慢的物理量 定义。功与做功所用时间之比 功率 公式P平 单位。瓦特(W) 概念。物体能够做功，表示这个物体具有能量 能量 单位。焦耳(J) 定义物体由于运动而具有的能 和机械能 动能 质量 决定因素 速度 动能 和势能 在地球表面附近，物体由于受到重力 定义并处在一定高度时所具有的能 重力势能 质量 决定因素 势能 所处的高度 弹性势能 定义。物体由于发生弹性形变而具有的能 影响因素弹性形变程度（同一物体） 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 机械能 动能和势能之间可以相互转化 及其转化 机械能守恒 水能和风能的利用 9)高频考点突破 考点一功及其计算 C.没有做功，因为货物箱没有在力的方向上 典例1新情境·现代科技在智能物 移动 流仓库中，一个机器人在水平地面上 D.无法确定是否做功，因为缺少其他条件 匀速直线运送一个货物箱，如图所示。 [跟踪训练 在这个过程中，下列关于机器人对货（典例1图） 1.(2024·盐城二模)如图甲所示，小明用弹簧 物箱的做功情况的说法，正确的是 () 测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上 A.做了功，因为有力作用在货物箱上 的钩码，弹簧测力计的示数与弹簧测力计的 B.做了功，因为机器人在运送的过程中消耗了 零刻度线上升高度h之间的关系如图乙所 电能 示，则图甲中弹簧测力计的示数为 N; 84 第十一章功和机械能 钩码所受重力为 N;从开始提升到 50kg,g取10N/kg,则小东正常步行的速度 h=30cm的过程中，弹簧测力计对钩码做功 是 m/s,小东每走一步克服重力所 为 做的功是 J,小东正常步行克服重力 做功的功率是 W 升高h T/N 65n 102030h/cm 0.5m (第2题) (第1题) 考点三动能、势能大小的影响因素 考点二功率及其计算 典例3第31届世界大学生夏季运动会在成都 典例2一辆汽车沿直线通过两段平直路面，已 知后一段路面比前一段路面更粗糙，汽车始终 隆重举行。自由体操比赛中，运动员的空中翻滚 保持匀速。下列描述汽车行驶过程中发动机的 非常精彩。下列关于翻滚过程中体操运动员的 功率P随时间t、克服阻力做功W随运动路程s 动能与重力势能的说法，正确的是 () 的变化关系的图像中，可能正确的是() A.体操运动员上升的过程中动能增大，重力势 能增大 B.体操运动员下降的过程中动能增大，重力势 能增大 C.体操运动员上升的过程中动能减小，重力势 能增大 D.体操运动员下降到最低点时重力势能最大 [跟踪训练 3.(2025·乐山)为响应“中小学生每日体育锻 炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生 [跟踪训练] 远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线 2.(2024·南阳南召期末)步行是一种简易方便 如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最 的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一 大的位置是 步的距离)变化不大，步距还可作为身体上 单位：m 的一把“尺子”。小东测出自己的步距为 0.5m,他正常步行1min要走180步。小东 根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步 700 600 行示意图，对步行时重心的变化进行了分析， 500 500 400 400 当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着 (第3题) 地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服 A.A处 B.B处 重力做功。已知小东的腿长是65cm,质量是 C.C处 D.D处 85 拔尖特训·物理（人教版）八年级下 考点四机械能及其相互转化 提示 本题根据机械能总量是否改变判断机械能是否 典例4(2024·南京玄武模拟)将小球水平抛 守恒；结合机械能总量的改变和重力势能的大小，判 出，其部分运动轨迹如图甲所示，位置①和③距 断M、N和位置①②③的对应关系。结合位置 离地面的高度相等。小球在运动过程中经过 ①②的机械能总量大小和重力势能的大小关系，推理 ①②③中的某两点M、N,其动能和重力势能的 两个位置的动能大小关系。 数据如图乙所示。下列说法中，正确的是( 小球 「跟踪训练 4.(2025·广州白云一模)小白周末去体验蹦 、② (3 ① 极，从静止开始自由下落至第一次到达最低 水平地面 点的过程如图甲所示，该过程中蹦极绳的弹 重力势能 动能 重力势能 力与时间关系如图乙所示（空气阻力不计）， 动能200J 240J 下列分析中，正确的是 ( 25% 40% ↑F/N 60% 75% 1200 500 M点 N点 乙 (典例4图) A.小球在整个运动过程中，机械能保持不变 (第4题) B.小球在位置①的动能可能小于位置②的动能 A.0t2过程中，小白只受重力 C.小球在M点的重力势能大于在N点的重力 B.t1~t2过程中，小白所受重力等于弹力 势能 C.0~t1过程中，小白的机械能不变 D.小球经过的M点就是位置③ D.t2~t3过程中，小白的机械能不变 综合素能提升 1.图像法小明对四名同学做 中，错误的是 功情况各测量了一次，把四 …甲 乙 名同学做功W和所用时间 丙·丁 t在坐标系中描点，得到了0 (第1题) (第2题) 图中甲、乙、丙、丁四个点， A.两种上楼方式中，人克服重力做功相等 这四名同学中，做功功率最大的是 ( B.乘甲电梯的过程中，电梯对人没有摩擦力 A.甲 B.乙 C,乘甲电梯的过程中，电梯对人的支持力做 C.丙 D.丁 功为零 2.(2024·江门蓬江一模)某商场有两种电梯， D.乘乙电梯的过程中，电梯对人的支持力做 甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所 功为零 3.（2024·青岛崂山期末)跳绳是大家喜爱的体 示，小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二 育运动之一，小明的质量为50kg,每次跳起 楼，该过程他与电梯保持相对静止，下列说法 高度约为6cm(人整体上升，如图)，1min跳 86 第十一章功和机械能 100次，下列说法中，错误的是(g取10N/kg) 在运动时，受到的阻力f与速度的关系如 图所示，则关于焰火竖直上升的过程，下列说 法中正确的是 () ↑fN 5------ 777777 (第3题)》 A.小明跳到最高点时，速度为零，是平衡 0 51015/m.s') (第5题) 状态 A不可能受平衡力作用 B.为了提高1min跳绳的成绩，小明每次跳 B.受到的阻力可达5N 起时离开地面的平均高度应略小一些 C.推力的最大功率可达50W C.小明跳一次克服重力做功约为30J D.飞行的最大速度可达11m/s D.小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W 6.(2025·东莞一模)如图所示，某同学将篮球 4.(2025·广东校级模拟)“嫦娥五号 掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，甲、 实现了中国首次月球无人采样返 乙是篮球运动过程中经过的两个位置。篮球 回。返回器使用类似“打水漂”的方 经过甲、乙两位置时的动能和重力势能如表 式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为 所示，则篮球的运动路径是 (填“由 如图所示。下列说法中，正确的是（过程只考 甲到乙”或“由乙到甲”)，该过程中篮球的重 虑空气阻力和重力的影响) ( 力对篮球 (填“做功”或“不做功”)， 一首次进入 篮球的机械能 穿出大气层 (填“守恒”或“不 返回器 守恒”)。 A BC再次进入 乙 、甲 位 置/ 动能小 重力势能小 地球 着陆 出 12 7 大气层 乙 10 12 7 (第6题) (第4题) 7.如图所示，与A球相连的是一根不可伸长的 A.AB段返回器的动能变大 细线，与B球相连的是一根轻质弹簧，弹簧 B.CD段返回器动能增加量小于重力势能的 处于自然状态，A、B两球完全相同，且细线 减小量 与弹簧的另一端均固定。现将A、B两球从 C.返回器在B点的重力势能大于在C点的 同一高度由静止释放，到达最低点时两球仍 重力势能 在同一高度，不计空气阻力，A球下落过程中 D.从A点到D点的全过程中，返回器机械 能转化为动能，两球到达最低点时 能守恒 的速度 (填“相等”或“不相等”)。 5.有一种叫作“高升”的焰火，其特点是上升时 AAAAAAA 不会爆炸，且能够较长时间持续喷射火焰。 设其所受重力恒为1N,点火后产生大小为自 重5倍的恒定推力。经实验测量，这种焰火 (第7题) 87 拔尖特训·物理（人教版）八年级下 8.如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的 实验步骤： 水平面相连接的装置。将质量为m的物体 从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右 侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达 左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水 平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力，g 设计实验表格。 为已知常量，以下计算均用字母表示) H (第8题) (1)物体从A点滑到B点的过程中，损失的 机械能大小为 10.小华在超市购买大米，他将两袋大米从货架 (2)C点距离水平面的高度为 上搬到手推车上，如图所示，每袋大米的质 9.跨学科实践·工程实践(2025·广州从化一模) 量为10kg。(g取10N/kg》 如图甲所示为一个弹弓模型，忽略空气阻力， 通过拉伸橡皮筋后，能够将小鸟模型瞄准目 标进行发射。 饼干饼干 饼干饼干 大米大米 饼用饼军10.3m 0.1m -1.5m (第10题) (第9题) (1)他在搬运时对大米至少要做多少功？ (1)用A点表示小鸟模型，请在图乙虚线框 (2)若车重为100N,水平推行时摩擦力是 中画出小鸟模型在位置B点的受力示意图。 (2)弹弓的橡皮筋伸长过程中，弹性势能 总重力的0则当车内装人两袋大米后，以 ;发射后离开橡皮筋的小鸟模型上 3.6km/h的速度匀速直线前行时，他推车 升到最高点的过程中机械能 (填 的功率是多大？ “变大”“变小”或“不变”) (3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡 皮筋的伸长量、材料有关，与橡皮筋自身长 度、粗细是否有关呢？生活经验告诉我们水 平飞出的速度越大，飞行的水平距离越远。 现有弹珠和弹弓各一个、相同材质但粗细不 同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等，请写出 实验步骤并设计实验表格，完成“探究橡皮筋 的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。 88势能转化为小球的动能：到达O点 时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小 球所受弹力为零，此时速度最大，动能 最大；小球从O点运动到B位置的过 程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹 性势能变大，此时小球所受弹力方向 向左、速度不断减小，动能变小，此过 程中小球的动能转化为弹簧的弹性势 能：则小球从A位置运动到B位置的 过程中，小球的动能先增大后减小，故 A、D错误；弹簧的弹性势能先减小后 增大，故B正确：小球运动到O点时 的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能 (为零)不相等，故C错误。 第4节机械能及其转化 1.(1)减小(2)E-E。 2.C 3.C解析：加速上升阶段，速度增 大，动能增大，高度增大，重力势能增 大，所以无人机的机械能增加，故A 错误；匀速上升阶段，无人机的动能不 变，高度增大，重力势能增大，所以无 人机的机械能增加，故B错误；水平 飞行阶段，无人机的动能不变，重力势 能不变，机械能守恒，故C正确：整个 过程中，无人机的机械能先增加后不 变再减小，故D错误」 4.动机械（或重力势） 5.重力势重力势变小 6.A7.D 8.B解析：从A点到B点的过程 中，质量不变，高度减小，速度变大，过 山车的重力势能减小，动能增大，故A 错误：从B点到C点的过程中，质量 不变，高度增大，过山车的重力势能增 大，速度减小，动能减小，故B正确；从 C点到D点的过程中，过山车高度减 小，重力势能减小，重力势能转化为动 能，动能变大，故C错误：从D点开始 做减速运动，是因为受到阻力改变其 运动状态，故D错误 9.(1)减小增大先增大后减小 (2)t1(3)5(4)非平衡 解析：(1)从下落到刚接触弹簧的过 程中小球重力势能减小，动能增大，从 小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短 的过程中，小球质量不变，速度先增大 后减小，动能先增大后减小。(2)接 触弹簧后下落的过程中小球对弹簧做 功，小球的机械能不断减小，则小球的 机械能在11时刻最大。(3)小球的 重力等于弹力时，速度最大，由图乙 得，小球在t2时刻的速度最大，此时 小球受到的弹力为50N,小球的重力 为50N,由G=mg得，小球的质 量m g10NWg=5kg。(4)当 G 50N 弹簧的压缩量最大时，小球的速度为 0,此时小球受到的合力大于0，处于 非平衡状态 10.动弹性势弹性势变大 解析：罐子在水平面上滚出去时，罐子 的速度变小，动能减小，橡皮筋的弹性 形变变大，弹性势能变大，罐子的动能 转化为橡皮筋的弹性势能，由于罐子 最终会静止，说明存在摩擦力，所以还 有一部分机械能转化为内能：罐子滚 动过程中第一次速度为零时，动能最 小、重力势能最小，罐子的动能转化为 橡皮筋的弹性势能，则橡皮筋的弹性 势能最大：沿斜面向上滚动时，质量不 变，高度变大，重力势能变大。 35 方法归纳 利用控制变量法判断影响动 能、重力势能、弹性势能的 各因素的变化 本题中同一个罐子，其质量一 定，通过比较罐子的速度、所处的 高度和橡皮筋的形变程度来分别 判断罐子的动能、重力势能和橡皮 筋的弹性势能的变化：罐子在滚动 的过程中，由于和斜面、水平面之 间存在摩擦，会消耗机械能，所以 整个罐子的机械能不守恒。 第十一章整合拔尖 [高频考点突破] 典例1C解析：由做功的两个必要 因素可知，物体在力的作用下，沿力的 方向运动一段距离，则力对物体做功。 机器人在水平地面上匀速直线运送一 个货物箱，机器人对货物箱的支持力 竖直向上，货物箱运动的方向为水平 方向，货物箱没有在力的方向上移动 距离，所以机器人对货物箱没有做功。 [跟踪训练]1.1.820.4 解析：弹簧测力计的分度值为0.2N, 示数为1.8N;钩码离开桌面后测力 计的示数不再变化，此时示数即为钩 码所受重力大小：根据图乙可知，钩码 所受的重力为2N:当缓缓提钩码离 开桌面后，弹簧测力计的示数为2N, 钩码通过的距离h=30cm一10cm三 20cm=0.2m。拉力做的功W= Fs=Gh=2 NX0.2 m=0.4 J. 典例2B解析：因为汽车始终保持 匀速，处于平衡状态，所以由二力平衡 条件可知，汽车在前面一段或后面一 段路面上的牵引力保持不变，且等于 阻力，由题意可知，汽车对路面的压力 一定，后一段路面比前一段路面更粗 糙，因此汽车在两段路面上阻力的关 系为∫前<∫后，则汽车在前后两段路 面上牵引力的关系为F前<F后，由 P=W=E=Fm可知，汽车始终保 t t 持匀速，在前面一段或后面一段路面 上的牵引力保持不变，因此在前面一 段或后面一段路面上的汽车发动机的 功率保持不变，由于汽车的速度保持 不变，F前<F后，所以前后两段路面上 的功率关系为P前<P后，故A错误， B正确；由W=Fs可知，在牵引力F 不变时，功与路程成正比，因为F前< F后，所以由数学知识可知，汽车在前 一段路面上功随路程的变化比在后一 段路面上功随路程的变化要慢，由 C选项中W-s图像可知，汽车在前一 段路面上克服阻力做功随路程的变化 和在后一段路面上克服阻力做功随路 程的变化关系相同，而由D选项中 W-s图像可知，汽车在前一段路面上 克服阻力做功随路程的变化比在后一 段路面上克服阻力做功随路程的变化 要快，故C、D错误。 [跟踪训练]2.1.52575 解析：小东1min经过的路程s 0.5m×180=90m,他的步行速度 u=三=90m=1,5m/s:重心升高的 t 60s 高度 h 65 cm √/(65cm)2-(25cm)2=5cm= 0.05m,小东每走一步克服重力所做 的功W=Gh=mgh=50kg× 10N/kg×0.05m=25J;1mim做的 总功W=180W=180×25J=4500J, 功率P-W是_450J=75w。 60s 典例3C解析：体操运动员上升的 过程中，速度减小，高度增加，质量不 变，动能减小，重力势能增大，是动能 转化为重力势能，故A错误，C正确： 体操运动员下降的过程中，速度增大， 高度减小，质量不变，动能增大，重力 势能减小，是重力势能转化为动能，体 操运动员下降到最低，点时重力势能最 小，故B、D错误 [跟踪训练]3.D解析：由图可知， D点的位置最高，由重力势能大小的 影响因素可知，不考虑重力变化，队伍 在D点的重力势能最大。 典例4D解析：根据图甲可知，小 球在抛出后机械能不守恒，机械能逐 渐减小，故A错误；①比②的高度低， ①的重力势能小，但是小球的总机械 能在减小，所以小球在位置①的动能 大于在位置②的动能，故B错误；根 据图乙可知，小球在M点的重力势能 E,三240J,总机械能E=5克 320J,小球在N点的总机械能为 E'=200=500J,此时的重力势能 40% E2=E×60%=500JX60%=300J: 在M点的重力势能小于在N点的， 故C错误；小球在M点的重力势能小 于在N点的重力势能，所以N的高 度要高，所以N点在位置②：小球在 M点的机械能小于在N点的机械能， 所以M点在位置③，故D正确。 [跟踪训练]4.C解析：0~t1过程 中，小白只受重力作用，重力势能转化 为动能，小白的机械能不变，t]~12过 程中，弹力开始出现，部分机械能转化 为弹性势能，小白仍加速运动，小白所 受重力大于弹力，2时刻，速度最大， 小白所受重力等于弹力，故A、B错 误，C正确；t2~t3过程中，弹力变大， 小白的机械能转化为弹性势能，机械 能变小，故D错误。 36 [综合素能提升] 1.A解析：将各点与坐标原点相连， 作出相应的“辅助线”，如图所示。由 图可知，纵坐标表示功，横坐标表示时 间：辅助线即为四名同学做功的W- 图像：在做功时间相同时，甲做功最 多，由功率的计算公式P-y可知。 甲的功率最大。 ----甲-乙☑ (第1题) 2.C解析：两种上楼方式中，人的重 力G相同、被提高的高度h也相同， 由W=Gh可知，两种上楼方式中人 克服重力做功相等，故A项说法正 确：根据题意可知，乘甲电梯过程中， 人与电梯之间没有相对运动，也没有 相对运动趋势，所以乘甲电梯过程中， 电梯对人没有摩擦力，故B项说法正 确：乘甲电梯过程中，支持力竖直向 上，人在支持力的方向上也移动了距 离，所以支持力对人做了功，即电梯对 人的支持力做功不为零，故C项说法 错误：乘乙电梯过程中，支持力垂直于 履带向上，人在支持力方向上没有移 动距离，所以支持力对人不做功，即电 梯对人的支持力做功为零，故D项说 法正确。 3.A解析：小明在最高，点时，只受重 力的作用，受力不平衡，处于非平衡状 态，故A错误；为了提高1min跳绳的 成绩，即增加跳绳的次数，由P= W_G可知，在功率、时间和体重 一定的情况下，应减小每次跳起的高 度，故B正确：小明跳一次克服重力 做的功W=Gh=mgh=50kg× 10N/kg×6×102m=30J,故C正 确：小明在这一分钟内跳绳的功率 P=W=100X30J=50W,故D 1×60s 正确 4.B解析：AB段，返回器的质量不 变，高度变大，速度变小，重力势能变 大，动能变小，故A错误：CD段，质量 不变，高度变小，重力势能减小，速度 变大，动能变大，是重力势能转化为动 能，由于克服空气阻力做功，机械能总 量减小，所以CD段返回器动能的增 加量小于重力势能的减小量，故B正 确：由于B、C两点距离地面的高度相 同，因此重力势能相同，故C错误：从 A点到D点的全过程中，由于克服空 气阻力做功，使得机械能减小，返回器 机械能不守恒，故D错误。 5.C解析：焰火竖直上升的过程中， 重力不变，推力为重力的5倍，则焰火 开始时受力不平衡，速度变大，空气的 阻力也会变大，当速度最大时，阻力、 重力、推力的合力为0，处于平衡状 态，受到的是平衡力，故A错误：恒定 的推力F=5G=5×1N=5N,当焰 火匀速上升时，焰火受到竖直向下的 重力和阻力、竖直向上的推力，所以最 大阻力f=F-G=5N-1N=4N, 故B错误；阻力最大为4N,此时焰火 能够达到的最大速度v=10m/s,火 药产生的推力对焰火做功的最大功率 P-W=Es-Fo=5 NX10 m/s= 50W,故C正确，D错误。 6.由乙到甲做功不守恒 解析：甲位置的机械能为12J+7J 19J,乙位置的机械能为10J+12J= 22J,故甲位置的机械能小于乙位置 的机械能，故篮球的运动路径是由乙 到甲，机械能不守恒；该过程中篮球在 重力的方向上通过了距离，所以重力 对篮球做功。 7.重力势不相等解析：两球完全 相同，其质量相同，在同一高度，故重 力势能相同。小球A下落过程中，其 重力势能全部转化为动能，小球B将 重力势能转化为小球的动能和弹簧的 弹性势能，故在最低点时小球A的动 能大于小球B的动能，又因为两个小 球质量相同，因此小球A的速度大于 小球B的速度 8.(1)mg(H-h)(2)2h-H 解析：(1)物体从A点滑到B点的过 程中，损失的机械能，即克服摩擦力所 做的功W=△E=G=mg(H-h)。 (2)再次滑下的过程中，水平面的粗 糙程度不变，长度也不变，即物体克服 摩擦力做的功不变，即损失的机械能 不变，所以到达C点时物体的机械能 (此时只有重力势能)Ec=EB AE=mgh-mg (H-h)=mg (2h- H),由W=Gh可得，C点距离水平 We Ec 面的高度hc=G -G mg(2h-H=2h-H。 mg 9.(1)如图所示(2)变大不变 (3)①选取3条相同材质、相同长度 粗细不同的橡皮筋；②将较细的橡皮 筋安装在弹弓上，将弹弓拉到一定长 度后将弹珠沿水平方向弹出，用刻度 尺测量弹珠弹射的水平距离并记录： ③换一条较粗的橡皮筋，将弹弓拉到 相同长度后将弹珠沿水平方向弹出， 测量并记录弹珠弹射的水平距离： ④换一条最粗的橡皮筋，将弹弓拉到 相同长度后将弹珠沿水平方向弹出， 37 测量并记录弹珠弹射的水平距离如 表所示 G (第9题) 实验 橡皮筋的 弹射的水平 次序 粗细程度 距离/m 细 较粗 最粗 10.(1)G米=m米g=2×10kg× 10 N/kg 200 N,h min =1 m- (0.3m+0.1m)=0.6m,Wmm G米hmin=200N×0.6m=120J (2)G总=G车+G米=100N十 200N=300N,f=50G8=0.02× 300N=6N,因为车在水平方向上做 匀速直线运动，所以推力F与摩擦力 f二力平衡，F=f=6N,u= 3.6 km/h=1 m/s,P=W=Es Fu=6 NX1 m/s=6 W 第十二章{ 简单机械 第1节杠杆 第1课时杠杆及其平衡条件 1.OA 2.1：21：11解析：根据杠杆 平衡的条件可知F,l1=F2l2,由图可 知，杠杆左侧力臂为4个小格，右侧力 臂为2个小格，满足的公式为F,× 4l=F2×2l,则 F_2 F24l =1:2:由于 两侧拉力之比为1：2，左侧拉力由 2个黑色的小球重力提供，右侧由 4个白色小球的重力提供，则2m竖= 4m白g 分可得m“ma=1:1.若在左盘